存储虚拟化技术在政府行业的应用和意义

政府行业数据存储面临的挑战
在建设政府行业信息系统的过程中，不同的系统使用了不同的存储设备，导致信息资源局限于单个的存储设备中，系统之间无法进行有效的数据整合和共享。随着网络区域存储（SAN）技术的发展，近年已逐步转向网络存储系统的建设，但原有的存储设备无法整合到新的体系中，形成巨大的资源浪费。
网络存储系统的建设从一定程度上解决了数据共享和整合的难题，但也带来了很多问题。首先，网络存储系统一般由单个磁盘阵列和磁带库组成，磁盘阵列承担着所有信息系统数据存储的重任，一旦出现故障将引起数据的全部丢失和长时间的系统停顿，因而面临着数据集中的极大风险。其次，容易受到单一设备供应商的限制，未来新增设备或升级、扩容的选择范围有限，导致采购成本居高不下，难以及时利用新技术，并带来售后服务等其它方面的问题。
网络存储系统本身仍受限于局域网内，无法满足部、省、市、县四级信息系统基于广域的数据资源共享和整合的要求。同时，随着政府行业信息化的深化，必须建立有效的风险防范和安全保障体系，包括异地数据备份、远程容灾系统等，也对跨广域的数据传输提出了严格的要求，网络存储系统本身难以满足。
而通过存储虚拟化技术建立起的整合、统一、标准、共享的数据资源存储平台，能够有效管理庞大、繁多、复杂的数据及相关的设备，提高资源利用率，并建立起全面的数据安全保障体系。
存储虚拟化技术
存储虚拟化技术将底层存储设备进行抽象化统一管理，向服务器层屏蔽存储设备硬件的特殊性，而只保留其统一的逻辑特性，从而实现了存储系统集中、统一而又方便的管理。对比一个计算机系统来说，整个存储系统中的虚拟存储部分就像计算机系统中的操作系统，对下层管理着各种特殊而具体的设备，而对上层则提供相对统一的运行环境和资源使用方式。
SNIA（Storage Networking Industry Association，存储网络工业协会）对存储虚拟化是这样定义的：通过将一个或多个目标（Target）服务或功能与其它附加的功能集成，统一提供有用的全面功能服务。
存储的虚拟化可以在三个不同的层面上实现，包括了基于专用卷管理软件在主机服务器上实现，或者利用阵列控制器的固件（Firmware）在磁盘阵列上实现，再或者是利用专用的虚拟化引擎在存储网络上实现。
1.1 基于主机的存储虚拟化
基于主机的存储虚拟化技术由主机操作系统下的逻辑卷管理软件在服务器上完成（安装客户端软件Agent），经过虚拟化的存储空间可以跨越多个异构的磁盘阵列。
这种类型的虚拟化通常由主机操作系统下的逻辑卷管理软件（logical volume manager）来实现。它们在主机系统和Unix服务器上已经有多年的广泛应用，目前在Windows操作系统上也提供类似的卷管理器。
政府行业信息系统规模较大，所使用的主机类型和应用软件种类较多，而且对系统性能和稳定性要求比较高，因而不适合使用基于主机的存储虚拟化技术。
1.2 基于存储设备的存储虚拟化
当有多个主机服务器需要访问同一个磁盘阵列的时候，可以采用基于存储设备的存储虚拟化技术。此时虚拟化的工作是在存储设备的控制器上完成，通过在存储设备控制器中添加虚拟化功能，将一个存储设备（如磁盘阵列）上的存储容量划分为多个存储空间（LUN），供不同的主机系统访问。
智能的存储设备控制器提供数据块级别的整合，同时还提供一些附加的功能，例如：LUN Masking、缓存、即时快照、数据复制等。
对于市、县级政府部门，数据量较小，存储设备单一，适合使用基于存储设备的存储虚拟化技术。部、省级政府部门数据量大，往往采用多种存储设备，并要求能进行跨设备、跨地域的数据共享和整合，因而不适合采用基于存储设备的存储虚拟化技术。
1.3 基于存储网络的存储虚拟化
基于存储网络的存储虚拟化技术通过在存储域网（SAN）中添加虚拟化引擎实现。虚拟化引擎是一个或多个独立的设备，对多个存储设备和数据进行管理，并向多台主机提供数据存储和访问的界面。
基于存储网络的虚拟化是近年存储行业的一个发展方向。与基于主机和存储设备的虚拟化不同，基于存储网络的虚拟化功能是在存储局域网络（SAN）内部完成的，基于存储和基于主机的两种虚拟化方法的优点都可以在存储网络虚拟化上同时体现，它支持数据中心级的存储管理以及异构的主机系统和存储系统。
对于部、省级政府部门，数据量大，往往采用多种类型的主机和存储设备，并往往要求对下辖的省、市级系统进行数据共享和整合，因而适合采用基于存储网络的存储虚拟化技术。
存储虚拟化的意义
存储虚拟化在政府行业的应用，具备以下意义：
2.1 存储管理的自动化与智能化
在虚拟存储环境下，所有的存储资源在逻辑上被映射为一个整体，对系统来说是单一视图的透明存储，而单个存储设备的容量、性能等物理特性却被屏蔽掉了。无论后台的物理存储是什么设备，服务器及其应用系统看到的都是系统管理员非常熟悉的存储设备的逻辑映像。系统管理员不必关心自己的后台存储，只要专注于管理存储空间本身，所有的存储管理操作，如系统升级、改变RAID级别、初始化逻辑卷、建立和分配虚拟磁盘、存储空间扩容等比从前的任何存储技术都更容易，存储管理变得非常轻松。
通过实现存储虚拟化，可以统一管理所有的存储设备，大大降低系统存储管理的复杂性，减少管理人力投入，提高管理效率。

数码风云  发表于: 2009-12-12